В связи с проблемой p-типа легирования чистого полупроводника ZnO предложен новый подход с использованием совместной замены отрицательных (S^2-) и положительных (Mg²⁺) ионов для синхронной регулировки электронной зонной структуры сплава ZnO и введением донорного легирования азотом (N). Методом импульсного лазерного осаждения успешно приготовлены р-типовые прозрачные проводящие пленки MgZnOS с легированием азотом. Анализ кристаллической структуры, оптических свойств и химического состава пленок проведен с помощью рентгеновской дифракции, спектроскопии пропускания, эффекта Холла, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и масс-спектрометрии вторичных ионов. Экспериментальные результаты показали, что приготовленные пленки MgZnOS∶N имеют гексагональную структуру вюрцита с предпочтительной ориентацией вдоль оси c. Пропускание пленок в УФ-видимом-ближнем ИК диапазоне превышает 80%, при этом легирование Mg значительно расширяет оптическую запрещённую зону сплава ZnO. Содержание Mg и S в р-типовых проводящих пленках составляет соответственно 9% и 25%, концентрация дырок равна 2.02×10¹⁹ см^-3, подвижность Холла 0.25 см²/(В∙с), сопротивление 1.24 Ом∙см. На основе успешно подготовленных р-типовых пленок MgZnOS∶N спроектирован и изготовлен новый ультрафиолетовый фотодетектор на основе квазигомогенного p-n перехода p-MgZnOS∶N/n-ZnO. Прибор демонстрирует типичные диодные выпрямительные характеристики (пороговое напряжение около 1.21 В) и стабильный самоуправляемый УФ-отклик при нулевом смещении, пиковая чувствительность достигает 2.26 мА/Вт (длина волны 350 нм). Анализ показал, что указанный самоуправляемый фотоотклик обусловлен эффективным разделением и переносом фотогенерируемых носителей заряда внутренним электрическим полем p-n перехода. Данное исследование предоставляет ценную ссылку для изучения p-типа легирования ZnO и имеет важное значение для разработки высокоэффективных полностью на ZnO базирующих оптоэлектронных устройств.

импульсное лазерное осаждение;p-типа легирование;MgZnOS;p-n переход